CN103924178A - 一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，该方法为：一、对镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到丝材坯料；二、对丝材坯料进行固溶热处理，然后进行淬水处理，再进行酸洗处理；三、对经酸洗处理后的丝材坯料重复步骤一和步骤二0～4次，然后进行总加工率≥25％的辊模拉拔，再进行电加热张力矫直；四、将丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到Inconel718弹簧丝。本发明的方法工艺简单、易于实现、生产效率高而且对环境污染少，采用该方法制备的弹簧丝的尺寸精度高、表面质量好、组织均匀、机械性能优良，该方法可广泛应用于变形镍基高温合金丝材加工行业。
Description
技术领域
本发明属于高温合金丝材制备技术领域，具体涉及一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法。
背景技术
镍基变形高温合金Inconel718(国标GH4169)在-253℃～650℃之间具有高的抗拉强度、屈服强度、持久强度和塑性，同时具有良好的抗腐蚀、抗辐照、热加工及焊接性能，因而成为航空、航天、核能和石化等领域广泛使用的关键材料。
Inconel718合金丝是一种高性能的高温合金产品，主要用于制作核燃料组件压紧弹簧及其相关组件弹簧，属于核电工程重要零部件材料。Inconel718合金丝在后续的弹簧制备过程中需要进行冷卷加工，为满足弹簧的加工和使用要求，对Inconel718合金丝的晶粒度﹑机械性能和表面质量等提出了严格的要求。当丝材冷拉加工过程不当时会使丝材产品强度无法满足制作核电弹簧的要求，因此Inconel718合金弹簧丝的加工制备方法和工艺要求较高。
Inconel718合金是一种冷作硬化快且难变形高温合金。传统的Inconel718合金丝制备大多采用多道次固定模拉拔并配以中间固溶热处理的工艺方法。使用固定模模拉拔时，丝材和模具表面滑动摩擦力大，丝材通过模具口后表面温度升高后又急速冷却，使得丝材表面加工硬化严重，导致丝材表面硬度与中心硬度相差大，从而使后续拉拔难以进行且容易断丝。在传统固定模具拉拔时，为保证丝材的顺利拉拔，生产中采用小加工率多道次拉拔，并且在拉拔过程中必须使用润滑粉润滑。为增强丝材的带粉效果，丝材拉拔前需增加剥壳、酸洗、磷化、硼化、皂化、烘干等多层 辅助工序对丝材表面进行特殊处理。由此可见，传统的Inconel718合金丝材制备方法具有工艺复杂、道次加工率小、生产效率低、丝材组织不均匀和生产环境差等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种工艺简单、易于实现、生产效率高而且对环境污染少的镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法。采用该方法制备的Inconel718弹簧丝的尺寸精度高、表面质量好、组织均匀、机械性能优良，该方法可广泛应用于变形镍基高温合金丝材加工行业。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对直径为12.0mm～14.0mm的镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到丝材坯料；所述辊模拉拔的总加工率为35％～50％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料重复步骤一和步骤二0～4次，然后进行总加工率≥25％的辊模拉拔，再进行电加热张力矫直；
步骤四、将步骤三中经电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为4.0mm～8.5mm的Inconel718弹簧丝。
上述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，步骤一中所述辊模拉拔的总加工率为40％～45％。
上述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，步骤二中所述固溶热处理的温度为960℃～970℃，固溶热处理的保温时间为40min～60min。
上述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，步骤二中所 述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡15min～20min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成。
上述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，步骤三中所述辊模拉拔的总加工率为30％～35％。
上述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，步骤三中所述电加热张力矫直的温度为920℃～930℃，矫直张力为1300N～1600N。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用丝材辊模拉拔工艺取代传统的固定模拉拔工艺，可以简化传统固定模拔工艺中丝材表面的润滑预处理工序和拉拔后润滑层的酸碱洗工序，因此减少生产工序，提高生产效率，并避免丝材化学预处理和酸碱洗工序对环境的污染。但由于辊模拉拔工艺生产的丝材表面质量、尺寸精度和椭圆度等较差，因此，本发明最后采用磨削工艺对丝材产品表面、尺寸和椭圆度进行精整。
2、本发明的方法工艺简单、易于实现、生产效率高而且对环境污染少，采用该方法制备的Inconel718弹簧丝的尺寸精度高、表面质量好、组织均匀、机械性能优良，该方法可广泛应用于变形镍基高温合金丝材加工行业。
3、采用本发明方法生产的Inconel718弹簧丝直径为4.0mm～8.5mm，尺寸精度为±0.01mm，圆度为0.01mm～0.02mm，室温(23±2℃)条件下的抗拉强度≥1450Mpa、屈服强度≥1250Mpa、断后伸长率≥25％和断面收缩率≥40％，满足核电弹簧丝材的使用技术要求。
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
步骤一、将直径为14.0mm的固溶态镍基高温合金Inconel718棒材进 行辊模拉拔，得到直径为10.5mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为43.8％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为60min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡15min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为8.5mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为34.5％，对辊模拉拔后的丝材坯料进行电加热张力矫直，矫直后直线度满足0.5mm/m；所述电加热张力矫直的温度为920℃，矫直张力为1500N；
步骤四、将步骤三中电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为8.14±0.01mm的Inconel718弹簧丝。
本实施例制备的Inconel718弹簧丝材经时效热处理后性能测试结果见表1。
表1Inconel718弹簧丝材冷拉加时效后力学性能
注:Inconel718弹簧丝材时效热处理制度:720±10℃保温8小时后50℃/h速度冷却至620±10℃保温8小时后炉冷。
由表1可知，实施例1制备的直径为8.14mm的Inconel718弹簧丝材尺寸精度高、晶粒细小均匀﹑机械性能优异，可满足核电弹簧使用技术要求。
实施例2
步骤一、将直径为12.0mm的固溶态镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到直径为8.5mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为49.8％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为960℃，固溶热处理的保温时间为40min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡20min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为6.7mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为37.9％；
步骤四、将步骤三中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为50min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡18min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤五、对步骤四中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为5.7mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为27.6％，对辊模拉拔后的丝材坯料进行电加热张力矫直，矫直后直线度满足0.2mm/m；所述电加热张力矫直的温度为930℃，矫直张力为1400N；
步骤六、将步骤五中电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为5.47±0.01mm的Inconel718弹簧丝。
本实施例制备的Inconel718弹簧丝材经时效热处理后性能测试结果见表2。
表2Inconel718弹簧丝材冷拉加时效后力学性能
注:Inconel718弹簧丝材时效热处理制度：720±10℃保温8小时后50℃/h速度冷却至620±10℃保温8小时后炉冷。
由表2可知，实施例2制备的直径为5.47mm的Inconel718弹簧丝材尺寸精度高、晶粒均匀、机械性能优异，可满足核电弹簧使用技术要求。
实施例3
步骤一、将直径为12.0mm的固溶态镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到直径为9.0mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为43.8％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为965℃，固溶热处理的保温时间为60min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡18min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为7.0mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为39.5％；
步骤四、将步骤三中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为960℃，固溶热处理的保温时间为60min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡15min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤五、对步骤四中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为5.5mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为38.3％；
步骤六、将步骤五中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为965℃，固溶热处理的保温时间为40min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡20min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤七、对步骤六中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为4.5mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为33.1％，对辊模拉拔后的丝材坯料进行电加热张力矫直，矫直后直线度满足0.2mm/m；所述电加热张力矫直的温度为925℃，矫直张力为1400N；
步骤八、将步骤七中电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为4.35±0.01mm的Inconel718弹簧丝。
本实施例制备的Inconel718弹簧丝材经时效热处理后性能测试结果见表3。
表3Inconel718弹簧丝材冷拉加时效后力学性能
注:Inconel718弹簧丝材时效热处理制度：720±10℃保温8小时后50℃/h速度冷却至620±10℃保温8小时后炉冷。
由表3可知，实施例3制备的直径为4.35mm的Inconel718弹簧丝材尺寸精度高、晶粒均匀、机械性能优异，可满足核电弹簧使用技术要求。
实施例4
步骤一、将直径为14.0mm的固溶态镍基高温合金Inconel718棒材进 行辊模拉拔，得到直径为9.9mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为50％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为960℃，固溶热处理的保温时间为60min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡20min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为7.98mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％；
步骤四、将步骤三中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为50min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡18min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤五、对步骤四中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为6.43mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％；
步骤六、将步骤五中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为960℃，固溶热处理的保温时间为60min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡20min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤七、对步骤六中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为5.18mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％；
步骤八、将步骤七中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的 丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为960℃，固溶热处理的保温时间为60min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡15min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤九、对步骤八中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为4.18mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％，对辊模拉拔后的丝材坯料进行电加热张力矫直，矫直后直线度满足0.2mm/m；所述电加热张力矫直的温度为930℃，矫直张力为1300N；
步骤十、将步骤九中电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为4.0±0.01mm的Inconel718弹簧丝。
本实施例制备的Inconel718弹簧丝材经时效热处理后性能测试结果见表4。
表4Inconel718弹簧丝材冷拉加时效后力学性能
注:Inconel718弹簧丝材时效热处理制度：720±10℃保温8小时后50℃/h速度冷却至620±10℃保温8小时后炉冷。
由表4可知，实施例4制备的直径为4.0mm的Inconel718弹簧丝材尺寸精度高、晶粒均匀、机械性能优异，可满足核电弹簧使用技术要求。
实施例5
步骤一、将直径为12.0mm的固溶态镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到直径为9.67mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料 进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为40min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡16min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为7.8mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％；
步骤四、将步骤三中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为50min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡18min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤五、对步骤四中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为6.29mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％；
步骤六、将步骤五中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为965℃，固溶热处理的保温时间为55min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡20min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤七、对步骤六中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为5.45mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为25％，对辊模拉拔后的丝材坯料进行电加热张力矫直，矫直后直线度满足0.2mm/m；所述电加热张力矫直的温度为930℃，矫直张力为1600N；
步骤八、将步骤七中电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为5.15±0.01mm的Inconel718弹簧丝。
本实施例制备的Inconel718弹簧丝材经时效热处理后性能测试结果 见表5。
表5Inconel718弹簧丝材冷拉加时效后力学性能
注:Inconel718弹簧丝材时效热处理制度：720±10℃保温8小时后50℃/h速度冷却至620±10℃保温8小时后炉冷。
由表5可知，实施例5制备的直径为5.15mm的Inconel718弹簧丝材尺寸精度高、晶粒均匀、机械性能优异，可满足核电弹簧使用技术要求。
实施例6
步骤一、将直径为13.0mm的固溶态镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到直径为10.07mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为40％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为40min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡16min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为7.8mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为40％；
步骤四、将步骤三中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为50min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡18min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF 和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤五、对步骤四中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为6.52mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为30％，对辊模拉拔后的丝材坯料进行电加热张力矫直，矫直后直线度满足0.2mm/m；所述电加热张力矫直的温度为930℃，矫直张力为1600N；
步骤六、将步骤五中电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为6.25±0.01mm的Inconel718弹簧丝。
本实施例制备的Inconel718弹簧丝材经时效热处理后性能测试结果见表6。
表6Inconel718弹簧丝材冷拉加时效后力学性能
注:Inconel718弹簧丝材时效热处理制度：720±10℃保温8小时后50℃/h速度冷却至620±10℃保温8小时后炉冷。
由表6可知，实施例6制备的直径为6.25mm的Inconel718弹簧丝材尺寸精度高、晶粒均匀、机械性能优异，可满足核电弹簧使用技术要求。
实施例7
步骤一、将直径为12.0mm的固溶态镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到直径为8.9mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为45％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为40min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡16min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为6.6mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为45％；
步骤四、将步骤三中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为40min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡15min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤五、对步骤四中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为5.11mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为40％；
步骤六、将步骤五中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为50min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡18min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤七、对步骤六中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为4.27mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为30％，对辊模拉拔后的丝材坯料进行电加热张力矫直，矫直后直线度满足0.2mm/m；所述电加热张力矫直的温度为930℃，矫直张力为1600N；
步骤八、将步骤七中电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为4.0±0.01mm的Inconel718弹簧丝。
本实施例制备的Inconel718弹簧丝材经时效热处理后性能测试结果见表7。
表7Inconel718弹簧丝材冷拉加时效后力学性能
注:Inconel718弹簧丝材时效热处理制度：720±10℃保温8小时后50℃/h速度冷却至620±10℃保温8小时后炉冷。
由表7可知，实施例7制备的直径为4.0mm的Inconel718弹簧丝材尺寸精度高、晶粒均匀、机械性能优异，可满足核电弹簧使用技术要求。
实施例8
步骤一、将直径为14.0mm的固溶态镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到直径为9.9mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为50％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为960℃，固溶热处理的保温时间为40min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡20min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为7.0mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为50％；
步骤四、将步骤三中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为50min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡18min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤五、对步骤四中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直 径为5.64mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％，对辊模拉拔后的丝材坯料进行电加热张力矫直，矫直后直线度满足0.2mm/m；所述电加热张力矫直的温度为930℃，矫直张力为1400N；
步骤六、将步骤五中电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为5.5±0.01mm的Inconel718弹簧丝。
本实施例制备的Inconel718弹簧丝材经时效热处理后性能测试结果见表8。
表8Inconel718弹簧丝材冷拉加时效后力学性能
注:Inconel718弹簧丝材时效热处理制度：720±10℃保温8小时后50℃/h速度冷却至620±10℃保温8小时后炉冷。
由表8可知，实施例8制备的直径为5.5mm的Inconel718弹簧丝材尺寸精度高、晶粒均匀、机械性能优异，可满足核电弹簧使用技术要求。
实施例9
步骤一、将直径为14.0mm的固溶态镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到直径为11.29mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为960℃，固溶热处理的保温时间为60min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡20min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直 径为9.1mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％；
步骤四、将步骤三中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为50min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡18min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤五、对步骤四中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为7.34mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％；
步骤六、将步骤五中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为965℃，固溶热处理的保温时间为55min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡20min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤七、对步骤六中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为5.92mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％；
步骤八、将步骤七中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为960℃，固溶热处理的保温时间为50min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡15min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤九、对步骤八中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为4.77mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为35％；
步骤十、将步骤九中辊模拉拔后的丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的 丝材坯料进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为960℃，固溶热处理的保温时间为50min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡15min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤十一、对步骤十中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为4.13mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为25％，对辊模拉拔后的丝材坯料进行电加热张力矫直，矫直后直线度满足0.2mm/m；所述电加热张力矫直的温度为930℃，矫直张力为1300N；
步骤十二、将步骤十一中电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为4.0±0.01mm的Inconel718弹簧丝。
本实施例制备的Inconel718弹簧丝材经时效热处理后性能测试结果见表9。
表9Inconel718弹簧丝材冷拉加时效后力学性能
注:Inconel718弹簧丝材时效热处理制度：720±10℃保温8小时后50℃/h速度冷却至620±10℃保温8小时后炉冷。
由表9可知，实施例9制备的直径为4.0mm的Inconel718弹簧丝材尺寸精度高、晶粒均匀、机械性能优异，可满足核电弹簧使用技术要求。
实施例10
步骤一、将直径为13.0mm的固溶态镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到直径为10.07mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为40％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料 进行酸洗处理；所述固溶热处理的温度为970℃，固溶热处理的保温时间为60min；所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡15min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料进行辊模拉拔，得到直径为8.72mm的丝材坯料，辊模拉拔的总加工率为25％，对辊模拉拔后的丝材坯料进行电加热张力矫直，矫直后直线度满足0.2mm/m；所述电加热张力矫直的温度为920℃，矫直张力为1500N；
步骤四、将步骤三中电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为8.50±0.01mm的Inconel718弹簧丝。
本实施例制备的Inconel718弹簧丝材经时效热处理后性能测试结果见表10。
表10Inconel718弹簧丝材冷拉加时效后力学性能
注:Inconel718弹簧丝材时效热处理制度：720±10℃保温8小时后50℃/h速度冷却至620±10℃保温8小时后炉冷。
由表10可知，实施例10制备的直径为8.50mm的Inconel718弹簧丝材尺寸精度高、晶粒均匀、机械性能优异，可满足核电弹簧使用技术要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对直径为12.0mm～14.0mm的镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到丝材坯料；所述辊模拉拔的总加工率为35％～50％；
步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理；
步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料重复步骤一和步骤二0～4次，然后进行总加工率≥25％的辊模拉拔，再进行电加热张力矫直；
步骤四、将步骤三中经电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为4.0mm～8.5mm的Inconel718弹簧丝。
2.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，其特征在于，步骤一中所述辊模拉拔的总加工率为40％～45％。
3.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，其特征在于，步骤二中所述固溶热处理的温度为960℃～970℃，固溶热处理的保温时间为40min～60min。
4.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，其特征在于，步骤二中所述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡15min～20min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO3、HF和H2O按照4:2:4的体积比混合制成。
5.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，其特征在于，步骤三中所述辊模拉拔的总加工率为30％～35％。
6.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，其特征在于，步骤三中所述电加热张力矫直的温度为920℃～930℃，矫直张力为1300N～1600N。
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